DE3605536A1

DE3605536A1 - DEVICE FOR INJECTING GAS INTO A METAL MELT IN A PAN

Info

Publication number: DE3605536A1
Application number: DE19863605536
Authority: DE
Inventors: Jeffrey A Towns
Original assignee: Insul Co Inc
Current assignee: Insul Co Inc
Priority date: 1985-09-06
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1987-08-27
Also published as: DE3605536C2; US4588170A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Blasen von Gas, insbesondere Stickstoff, durch eine Metallschmelze in einer Pfanne.The invention relates to a device for blowing of gas, especially nitrogen, through a molten metal in a pan.

Vorrichtungen zum Einführen von Gasen in eine Metallschmelze für verschiedene Zwecke sind in den US-PS 32 30 075 und 39 45 820 offenbart, die Eintauchlanzen zur Raffination von Metallschmelzen in Herdgefäßen beschreiben. Eine Vor richtung zum Einführen von Gas in eine Pfanne ist in der US-PS 39 61 779 offenbart, und eine für die gleiche Praxis brauchbare Lanze ist in der US-PS 41 79 103 offenbart. Eine Lanze zur Raffination einer Schmelze mittels eines pulverförmigen festen Materials und eines Trägergases ist in der US-PS 42 11 553 offenbart, und eine Lanze für einen gleichartigen Zweck, die in einer Pfanne im Abstand zu deren Seitenwand angeordnet ist, wird in der US-PS 43 89 245 offenbart, wobei eine Form der Lanze mit einem vertikalbeweglichen Absperrorgan kombiniert ist.Devices for introducing gases into a molten metal for various purposes are shown in US Pat. Nos. 32 30 075 and 39 45 820 discloses the immersion lances for refining describe metal melts in stove vessels. A before Direction for introducing gas into a pan is in the U.S. Patent 3,961,779 and one for the same practice usable lance is disclosed in US-PS 41 79 103. A lance for refining a melt using a powdery solid material and a carrier gas is disclosed in U.S. Patent 4,211,553, and a lance for a similar purpose in a pan at a distance is arranged on the side wall, is in the US-PS 43 89 245 discloses a shape of the lance with a vertically movable shut-off device is combined.

Nach den US-PS 32 30 075 und 39 45 820 werden die Lanzen durch eine unter einem Winkel angebrachte Öffnung in der Seitenwand eines Herdgefäßes eingeführt, und eine ähnliche Anordnung zum Einführen einer Lanze in eine Pfanne ist in der US-PS 39 61 779 offenbart. Die anderen erwähnten bekannten Einrichtungen sind dazu bestimmt, direkt in den offenen Oberteil der Pfanne eingesetzt zu werden, und es ist kein Stand der Technik bekannt, nach dem ein abgewandelter Lanzenaufbau es ermöglicht, diese in die feuerfeste Seitenwandauskleidung einer Pfanne derart einzu fügen, daß sie in einer gewünschten Lage fest positioniert wird, so daß der eingeblasene, aus dieser austretende Stickstoff stets eine gewünschte Rührwirkung im Metall in der Pfanne hervorruft, wie sie beim Desoxydieren und Entschwefeln oder sonstigen Behandeln des Metalls im Einzel fall wesentlich ist.According to US-PS 32 30 075 and 39 45 820 the lances through an angled opening in the Side wall of a stove vessel introduced, and a similar one Arrangement for inserting a lance into a pan disclosed in U.S. Patent 3,961,779. The others mentioned known facilities are intended to be directly in the open top of the pan to be used and there is no prior art known after the one modified lance construction allows this in the Fireproof side wall lining of a pan like this add that they are firmly positioned in a desired location is, so that the injected, emerging from this Nitrogen always has a desired stirring effect in the metal in the pan, as they do when deoxidizing and Desulfurize or otherwise treat the metal individually case is essential.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zum Einblasen von Gas in eine Metallschmelze in einer Pfanne mit einer feuerfesten Schutzauskleidung auf deren Boden und Seitenwänden mittels einer Lanze zu entwickeln, die in der feuerfesten Seitenwandauskleidung einer Pfanne fest anbringbar ist und eine stetige Rühr wirkung des aus der Lanze austretenden Gases, insbesondere Stickstoffs, in der Metallschmelze in der Pfanne ermöglicht.The invention is therefore based on the object, a front Direction for blowing gas into a molten metal in a pan with a fireproof protective lining on the bottom and side walls with a lance develop that in the fireproof sidewall liner a pan is firmly attached and a constant stir effect of the gas emerging from the lance, in particular Nitrogen, in the metal melt in the pan.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Vorrichtung zum Einblasen von Gas in eine Metall schmelze in einer Pfanne mit einer feuerfesten Schutzaus kleidung auf deren Boden und Seitenwänden mittels einer Lanze, mit dem Kennzeichen, daß die Lanze aus einem läng lichen feuerfesten Körper einer Form, die in eine Vertikal nut in der feuerfesten Auskleidung in der Seitenwand der Pfanne hineinpaßt, aus wenigstens einem rohrförmigen Bau teil, das in Axialrichtung im länglichen Körper angeordnet ist, aus einem Ende desselben vorragt und mit wenigstens einer Öffnung im länglichen Körper innerhalb dessen entgegen gesetzten Endes in Verbindung steht, welche Öffnung dem Inneren der Pfanne zugewandt ist, und aus einer Einrichtung zum Einführen des Gases in das rohrförmige Bauteil besteht.Subject of the invention, with which this object is achieved is a device for blowing gas into a metal melt in a pan with a refractory protection clothes on their bottom and side walls by means of a Lance, with the characteristic that the lance from a long The refractory body has a shape that is vertical groove in the refractory lining in the side wall of the Pan fits in, from at least one tubular structure part, which is arranged in the axial direction in the elongated body is protruding from one end of it and with at least towards an opening in the elongated body within it connected end, which opening to the Inside of the pan is facing, and from a facility for introducing the gas into the tubular component.

Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind in den Unteran sprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.Embodiments of this device are characterized in at 2 to 4 at under.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Kombination einer Transportpfanne für eine Metall-, z. B. Stahlschmelze und einer Lanze zum Einblasen von Gas in die Metallschmelze, welche Transportpfanne einen Boden und Seitenwände und eine feuerfeste Schutzauskleidung darauf aufweist, mit dem Kennzeichen, daß die Lanze aus einem länglichen feuer festen Körper einer Form, die in eine Vertikalnut in der feuerfesten Auskleidung in der Seitenwand der Pfanne und in einen Hohlraum der an die Nut angrenzenden feuerfesten Auskleidung auf dem Boden der Pfanne hineinpaßt, aus wenig stens einem rohrförmigen Bauteil, das in Axialrichtung im länglichen feuerfesten Körper angeordnet ist, aus einem Ende desselben vorragt und mit wenigstens einer Öffnung im länglichen feuerfesten Körper innerhalb dessen entgegen gesetzten Endes in Verbindung steht, welche Öffnung dem Inneren der Pfanne zugewandt ist, aus Mitteln zur Befesti gung der Lanze in der Vertikalnut und dem Hohlraum in der feuerfesten Schutzauskleidung der Pfanne und aus einer Einrichtung zum Einführen des Gases in das rohrförmige Bauteil besteht.The invention also relates to a combination a transport pan for a metal, e.g. B. molten steel and a lance for blowing gas into the molten metal, which pan has a bottom and side walls and has a fireproof protective lining on it the mark that the lance from an elongated fire solid body of a shape that in a vertical groove in the refractory lining in the side wall of the pan and into a cavity of the refractory adjacent to the groove Lining fits on the bottom of the pan, out of little least a tubular component that is in the axial direction is arranged in the elongated refractory body, from one Protrudes at the end of the same and with at least one opening in the elongated refractory body within it connected end, which opening to the Inside of the pan is facing, from fastening means lance in the vertical groove and the cavity in the fireproof protective lining of the pan and from a device for introducing the gas into the tubular component.

Ausgestaltungen dieser Kombination sind in den Unteran sprüchen 6 und 7 gekennzeichnet.Embodiments of this combination are characterized in at 6 and 7 at under.

In die dem Inneren der Pfanne zugewandte oder zugewandten Öffnungen können kompakte oder poröse Stopfen eingesetzt sein. Durch diese tritt das von einer Gasquelle zugeführte Gas in gesteuerten strahlartigen Strömen aus den Öffnungen in die Metallschmelze unter Erzeugung einer hochgradig erwünschten Rührwirkung in der von der Pfanne transportierten Metallschmelze aus.In the inside of the pan facing or facing Openings can be compact or porous plugs be. The gas supplied from a gas source passes through this Gas in controlled jet streams from the openings into the molten metal producing a highly desired stirring action in the pan transported Molten metal.

Die Erfindung wird durch das in der Zeichnung veranschau lichte Ausführungsbeispiel näher erläutert; darin zeigen:The invention is illustrated by that in the drawing clear embodiment explained in more detail; show in it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Pfanne zur Veranschaulichung der darin angebrachten, seitlich montierten Lanze, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind; Figure 1 is a side view of part of a pan to illustrate the side-mounted lance mounted therein, with parts broken away.

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der seitlich montierten Lanze, wobei Teile weggebrochen und Teile im Querschnitt dargestellt sind; Figure 2 is an enlarged side view of the side-mounted lance, parts broken away and parts shown in cross section.

Fig. 3 einen Horizontalschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1; und Fig. 3 is a horizontal section along the line 3-3 in Fig. 1; and

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2. Fig. 4 is a horizontal section on the line 4-4 in FIG. 2.

Insbesondere in den Fig. 1 und 3 sieht man, daß ein Teil einer Pfanne 10 dargestellt ist, die ein Gefäß irgendeines geeigneten oder herkömmlichen Aufbaus ist, wie er in der Stahlerzeugungsindustrie gut bekannt ist. Die Pfanne 10 hat eine feuerfeste Schutzauskleidung 11, wie z. B. aus feuerfesten Steinen od. dgl.. Die Seitenwand der Pfanne 10 weist eine darin gebildete, im wesentlichen vertikale Nut 12 auf, in der die seitlich montierte Lanze angebracht ist. Die Lanze weist einen länglichen feuerfesten Körper 13 mit einem oberen Teil 14, der von quadratischem Quer schnitt ist, und einen unteren Teil 15 auf, der von recht eckigem Querschnitt ist. Ein aus einem Rohr gebildetes rohrförmiges Bauteil 16 ist längs in dem länglichen feuer festen Körper 13 der Lanze angeordnet, ragt aus dem oberen Ende 17 desselben vor und endet innerhalb dessen unteren Endes 18.In particular, in FIGS. 1 and 3 it is seen that a part of a cup 10 is shown, which is a vessel of any suitable or conventional construction as is well known in the steelmaking industry. The pan 10 has a refractory protective lining 11 , such as. B. of refractory stones or the like. The side wall of the pan 10 has a substantially vertical groove 12 formed therein, in which the laterally mounted lance is attached. The lance has an elongated refractory body 13 with an upper part 14 , which is of square cross-section, and a lower part 15 , which is of right angular cross-section. A tubular member 16 formed from a tube is disposed longitudinally in the elongate refractory body 13 of the lance, protrudes from the upper end 17 thereof and ends within the lower end 18 thereof.

In Fig. 3 sieht man, daß eine Oberfläche des Körpers 13 der Lanze glatt an der Rückseite der Nut 12 in der feuer festen Auskleidung 11 der Pfanne 10 anliegt und daß ge stampftes feuerfestes Material zwischen den Wänden der Nut 12 und den gegenüberliegenden Seitenwänden des läng lichen Körpers 13 der Lanze angebracht ist, um sie fest in ihrer Lage zu halten.In Fig. 3 it can be seen that a surface of the body 13 of the lance lies smoothly against the rear of the groove 12 in the refractory lining 11 of the pan 10 and that ge stamped refractory material between the walls of the groove 12 and the opposite side walls of the long union body 13 of the lance is attached to hold it firmly in place.

In den Fig. 1 und 3 erkennt man, daß der obere Teil 14 des länglichen Körpers 13 der Lanze innerhalb der Nut 12 der feuerfesten Auskleidung 11 in der Pfanne 10 posi tioniert ist und daß ein Haltemittel in der Form einer Klammer 19 am länglichen Körper 13 der Lanze angebracht ist und sich nach außen sowie über die obere Kante der Pfanne 10 erstreckt.In Figs. 1 and 3 it can be seen that the upper portion 14 of the elongated body 13 of the lance is tioniert posi in the pan 10 within the groove 12 of the refractory lining 11 and in that a retaining means in the form of a clamp 19 to the elongate body 13 the lance is attached and extends outwards and over the upper edge of the pan 10 .

In Fig. 2 sieht man, daß das rohrförmige Bauteil 16, das innerhalb des unteren Endes 18 der Lanze endet, einige umfangsmäßig beabstandete Verstärkungselemente 20 trägt und einen rohrförmigen Kanal bildet, in dem ein koaxial angeordnetes, kleineres rohrförmiges Bauteil 21 angeordnet ist. Ein 90°-Krümmer 22 ist an das untere Ende des rohrförmi gen Bauteils 21 angeschlossen und steht mit einer Fassung 23 in Verbindung, die ihrerseits mit einer Öffnung 24 verbunden ist, in der ein poröser Stopfen 25 eingesetzt ist. Das rohrförmige Bauteil 21 ist gegenüber dem rohr förmigen Bauteil 16 durch Abstandsscheiben 26 unter Abstand gehalten. Verstärkungsstäbe 27 sind an ihren oberen Enden mit der Außenseite des rohrförmigen Bauteils 16 verschweißt und so geformt, daß sie sich davon nach außen und nach unterhalb desselben bis zu einem Punkt innerhalb des unteren Endes 18 des unteren Teils 15 des länglichen Körpers 13 der Lanze erstrecken.In Fig. 2 it can be seen that the tubular member 16 , which ends within the lower end 18 of the lance, carries some circumferentially spaced reinforcing elements 20 and forms a tubular channel in which a coaxially arranged, smaller tubular member 21 is arranged. A 90 ° elbow 22 is connected to the lower end of the rohrförmi gene component 21 and is in communication with a socket 23 , which in turn is connected to an opening 24 in which a porous plug 25 is inserted. The tubular component 21 is held at a distance from the tubular component 16 by spacers 26 . Reinforcing bars 27 are welded at their upper ends to the outside of tubular member 16 and shaped to extend outward and downward therefrom to a point within lower end 18 of lower portion 15 of elongated body 13 of the lance.

In Fig. 4 veranschaulicht ein Horizontalschnitt des unteren Teils 15 des länglichen Körpers 13 der Lanze den Abstand der mehreren Verstärkungsstäbe 27.In FIG. 4, a horizontal section of the lower part 15 of the elongated body 13 of the lance illustrates the distance between the plurality of reinforcing bars 27 .

In Fig. 2 sieht man außerdem, daß das obere Ende des kleine ren rohrförmigen Bauteils 21 aus dem oberen Ende des größe ren rohrförmigen Bauteils 16 vorragt und diesem gegenüber durch den Ring 26 unter Abstand gehalten ist. Man erkennt außerdem, daß ein umgekehrt U-förmiger Griffbügel 28 mit einem Querstück 29 an der oberen Außenfläche des größeren rohrförmigen Bauteils 16 befestigt ist und über das obere Ende des kleineren rohrförmigen Bauteils 21 derart hinaus ragt, daß die Lanze geeignet an einer Halte- und Posi tionierungseinrichtung angebracht und dadurch gegen die Seitenwand der Lanze in der Nut 12 gehalten werden kann, während die Lanze daran durch die Klammer 19 und das erwähnte feuerfeste zementartige Bindemittel befestigt wird.In Fig. 2 you can also see that the upper end of the small ren tubular member 21 protrudes from the upper end of the size ren tubular member 16 and this is kept at a distance from the ring 26 . It can also be seen that an inverted U-shaped handle 28 is attached with a crosspiece 29 to the upper outer surface of the larger tubular member 16 and protrudes beyond the upper end of the smaller tubular member 21 such that the lance is suitable for a holding and Positioning device attached and thereby can be held against the side wall of the lance in the groove 12 , while the lance is attached to it by the bracket 19 and the aforementioned refractory cementitious binder.

In Fig. 2 ist eine einzige Öffnung 24 mit einem einzigen porösen Stopfen 25 darin dargestellt, durch die Gas, wie z. B. Stickstoff, das in das obere Ende des kleineren rohrförmigen Bauteils 21 eingeführt wird, in die Metall schmelze in der Pfanne 10 ausströmt. Alternativ können zusätzliche verstöpselte oder unverstöpselte Öffnungen vorgesehen werden, wie in Strichellinien in Fig. 1 darge stellt ist, wo zwei solche Öfnungen mit porösen Stopfen 25 darin dargestellt sind. Die durch die Öffnungen 24 definierten Hohlräume und die porösen Stopfen 25 sind in der dem Inneren der Pfanne 10 zugewandten Seite der Lanze angeordnet, und die Lanze ist auf der Quermittellinie der Pfanne angeordnet, die der Ausgußschnauze der Pfanne gegenüberliegt, wie Fachleuten geläufig sein dürfte.In Fig. 2, a single opening 24 is shown with a single porous plug 25 therein through which gas such. B. nitrogen, which is introduced into the upper end of the smaller tubular member 21 , flows into the metal melt in the pan 10 . Alternatively, additional plugged or unblocked openings can be provided, as shown in dashed lines in Fig. 1 Darge, where two such openings are shown with porous plugs 25 therein. The cavities defined by the openings 24 and the porous plugs 25 are arranged in the side of the lance facing the interior of the pan 10 , and the lance is arranged on the transverse center line of the pan, which is opposite to the pouring spout of the pan, as is known to those skilled in the art.

Man sieht daher, daß mit der Erfindung eine neue und hoch gradig wirksame seitlich montierte Lanze für eine Transport pfanne für eine Metall-, wie z. B. Stahlschmelze offenbart wird, wobei die Lanze eine neue Gestaltung aufweist und so in der Pfanne angeordnet ist, daß sie einen minimalen Raum darin einnimmt und gleichzeitig die gewünschte Richtung des dadurch eingeführten Gases in die Metallschmelze hinein sichert.It can therefore be seen that with the invention a new and high Gradually effective side-mounted lance for transport pan for a metal, such as. B. steel melt disclosed the lance has a new design and is arranged in the pan so that it has a minimal Occupies space and at the same time the desired direction of the gas introduced thereby into the molten metal backs up.

Claims

1. Device for blowing gas into a molten metal in a pan with a refractory protective lining on the bottom and side walls by means of a lance, characterized in that the lance consists of an elongated refractory body ( 13 ) of a shape which in a vertical groove ( 12 ) in the refractory lining ( 11 ) in the side wall of the pan ( 10 ) fits in, from at least one rohrförmi gene component ( 16 ; 21 ) which is arranged in the axial direction in the elongated body ( 13 ), protrudes from one end ( 17 ) thereof and with at least one opening ( 24 ) in the elongated body ( 13 ) within its opposite end ( 18 ) communicates, which opening ( 24 ) faces the interior of the pan ( 10 ), and from a device for introducing the gas into the tubular member ( 21 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises two tubular components ( 16 , 21 ), one of which ( 16 ) is of larger diameter than the other ( 21 ) and which are arranged coaxially, the tubular component ( 21 ) smaller diameter communicates with the opening ( 24 ) and the device for introducing the gas.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the elongate refractory body ( 13 ) has an upper part ( 14 ) and a lower part ( 15 ), of which the upper part ( 14 ) of square cross section and the lower part ( 15th ) are of rectangular cross-section, and that the groove ( 12 ) in the refractory lining ( 11 ) in the side wall of the pan ( 10 ) is a square cross-section cavity of substantially the same dimension as that of the square cross-section of the upper part ( 14 ) of the elongated one Body ( 13 ) defined.

4. The device according to claim 1, characterized in that at least one reinforcing rod ( 27 ) is attached to the tubular component ( 16 ) and within the elongated body ( 13 ) beyond the opening ( 24 ) in the opposite direction to the tubular component ( 16 ) extends.

5. Combination of a transport pan for a metal, e.g. B. molten steel and a lance for blowing gas into the molten metal, which pan has a bottom and side walls and a refractory protective lining thereon, characterized in that the lance consists of an elongated refractory body ( 13 ) of a shape which is in a vertical groove ( 12 ) in the refractory lining ( 11 ) in the side wall of the pan ( 10 ) and into a cavity of the refractory lining ( 11 ) adjacent to the groove ( 12 ) on the bottom of the pan ( 10 ), from at least one tubular component ( 16 ; 21 ), which is arranged in the axial direction in the elongated refractory body ( 13 ), protrudes from one end ( 17 ) thereof and with at least one opening ( 24 ) in the elongated refractory body ( 13 ) within its opposite end ( 18 ) in Connection is made, which opening ( 24 ) faces the interior of the pan ( 10 ), from means ( 18 , 28 , 29 ) for fastening the lance in the vertical groove ( 12 ) and the hollow lraum in the refractory protective lining ( 11 ) of the pan and from a device for introducing the gas into the tubular component ( 21 ).

6. Combination according to claim 5, characterized in that the lance has two tubular components ( 16 , 21 ), one of which ( 16 ) is of larger diameter than the other ( 21 ) and which are arranged coaxially, the tubular component ( 21 ) of smaller diameter with the opening ( 24 ) and the device for introducing the gas in connection.

7. Combination according to claim 5, characterized in that the elongate refractory body ( 13 ) has an upper part ( 14 ) and a lower part ( 15 ), of which the upper part ( 14 ) of square cross-section and the lower part ( 15th ) are of rectangular cross-section, and that the elongated groove ( 12 ) in the refractory lining ( 11 ) in the side wall of the pan ( 10 ) has a square cross-section cavity of substantially the same dimension as that of the square cross-section of the upper part ( 14 ) of the elongated body ( 13 ) defined.